JP6626081B2 - 影の影響の予測装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、太陽光発電パネル（以下、「太陽光パネル」という）の設置位置その他の地点において、近隣の森、林等による影の影響を把握し得ると共に、日射量を予測することにより、例えば年間の全日射量或いは損失日射量を予測することのできる影の影響の予測装置及びプログラムを提供することを目的とする。

従来、太陽光パネルを設置する対象地点において、魚眼レンズを用いて風景を撮影して映像化し、一方、上記対象地点を中心とする球面を考え、当該球面上に、上記対象地点に入射する光速の垂直成分が実質的同一となるように網目パターンを構成し、上記魚眼レンズの撮影風景の映像と、上記網目パターンを重ね合わせ、風景に対応する網目数から、上記対象地点の受光面に入射する散乱光の量を求める受光量測定方法が提案されている（特許文献１）。

特開平５−６６１５３号公報

ところで、上記従来の装置は、球面上に、対象地点に入射する光束の垂直成分が実質同一となるような網目パターンを構成するため、魚眼レンズの仕様に合わせた煩雑な計算が必要となるという課題がある。

本発明は上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、より直感的に影の影響を認識できると共に、年間の日射量及び影による損失をより定量的に予測できる影の影響の予測装置、及びプログラムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため本発明は、
第１に、全天球カメラで真南の水平方向が中心点となるように撮影地点で撮影した全天球画像を、上記中心点を中心に上下方向が±９０度、水平方向が±１８０度の円筒座標系に投影したフラット画像としてメモリに記憶する画像データ記憶手段と、上記フラット画像をディスプレイに表示する表示制御手段と、上記フラット画像において、上記中心点が南、両端が北、地面と空を分ける中央水平線がフラット画像の上記中心点を通るように認識する画像処理手段と、入力手段から入力された所定の年月日及び時間の太陽方位、太陽高度を演算することにより上記所定の年月日の太陽軌跡を演算する太陽軌跡演算手段とを具備し、上記画像処理手段は、上記フラット画像上に上記太陽軌跡を重ねて表示すべく画像処理を行うことで上記ディスプレイには上記フラット画像と上記太陽軌跡が重ねて表示される影の影響の予測装置であって、上記画像処理手段は、上記フラット画像に上記中央水平線に平行な複数の水平線と、上記水平線に直交する複数の垂直線を設定し、上記水平線と上記垂直線による複数の平面グリッドを生成するグリッド生成手段と、上記フラット画像上の上記平面グリッドの位置をメモリに記憶するグリッド記憶手段とを具備しており、上記撮影地点の緯度経度情報に基づいて、上記撮影地点の日射量データベースを検索する日射量データベース検索手段と、検索した上記撮影地点の日射量に基づいて、積算散乱日射量を演算により求める積算散乱日射量演算手段と、上記全天球カメラの上記撮影地点を中心とした球体において、上記平面グリッドに対応する上記球体上の球面グリッドについて、上記球面グリッドの個々の面積を演算するグリッド面積演算手段と、上記球体において、上記撮影地点に太陽光発電パネルがあるとして、上記太陽光発電パネルから上記球面グリッドへ向かう太陽光のベクトルの上記太陽光発電パネルの法線方向成分を全球面グリッドについて演算により求める発電寄与分演算手段と、上記積算散乱日射量に、上記球面グリッド毎の面積と、上記球面グリッド毎の上記法線方向成分とを掛け合わせて、全平面グリッドについて平面グリッド毎の散乱日射量を演算するグリッド散乱日射量演算手段と、上記平面グリッド毎の散乱日射量を各平面グリッドの位置に対応づけてメモリに記憶するグリッド散乱日射量記憶手段とを具備するものである影の影響の予測装置により構成される。

上記撮影地点は、例えば太陽光発電パネルの設置位置又は設置予定地であるが、これに限定されず、日射量等の影の影響を予測したい地点であれば、何処の地点でも良い。上記メモリは例えばデータメモリ（１５）である。上記中心点とはフラット画像において「０」点となる位置をいう。このように構成すると、ディスプレイに表示されたフラット画像上に太陽軌跡を重ねて表示することができ、例えば太陽光発電パネル設置位置又は設置予定位置、或いは、障害物による影の影響、日射量等を予測したい地点における森林等による影の影響を直感的に認識することができる。このように構成すると、フラット画像上に複数の平面グリッドを設定することができ、例えば各平面グリッド毎に日射量を演算すること等により、影の影響を定量的に検討することが可能となる。上記積算散乱日射量は例えば年間の散乱日射量を積算した年間散乱日射量とすることができる。上記積算散乱日射量演算手段は、例えば年間の散乱日射量を積算して年間散乱日射量を求める年間散乱日射量演算手段（１２ｈ）とすることができる。このように構成すると、平面グリッド毎の散乱日射量を算出するにあたり、太陽光が通過する球面グリッド毎に面積が相違することの影響、及び、太陽光発電パネルに入射する太陽光の内、発電に寄与する太陽光のみを考慮することができ、より正確な散乱日射量を演算することができる。

第２に、上記日射量データベース検索手段にて検索した上記撮影地点の日射量に基づいて、積算直達日射量を演算により求める積算直達日射量演算手段と、上記フラット画像において、上記太陽軌跡が横切る平面グリッドである軌跡グリッドを検出する軌跡グリッド検出手段と、上記軌跡グリッドにおいて、上記積算直達日射量の時間配分率を演算し、上記軌跡グリッド毎の時間配分後の直達日射量を演算する時間配分演算手段と、上記時間配分後の直達日射量を各軌跡グリッドの位置に対応づけてメモリに記憶する軌跡グリッド直達日射量記憶手段とを具備するものである上記第１記載の影の影響の予測装置により構成される。

上記積算直達日射量は例えば年間の直達日射量を積算した年間直達日射量とすることができる。上記積算直達日射量演算手段は、例えば年間の直達日射量を積算して年間直達日射量を求める年間直達日射量演算手段（１２ｉ）とすることができる。このように構成すると、平面グリッドの内、太陽光が横切る軌跡グリッドについて、時間配分後の直達日射量を考慮することができ、より正確な日射量の予測を行うことができる。

第３に、上記グリッド散乱日射量記憶手段により記憶された上記全平面グリッドの上記平面グリッド毎の上記散乱日射量と、上記軌跡グリッド直達日射量記憶手段により記憶された上記軌跡グリッドの上記時間配分後の直達日射量を足し合わせて、全平面グリッドについての日射量を演算する全グリッド日射量演算手段と、上記全平面グリッドについての日射量を各平面グリッドの位置に対応づけてメモリに記憶する全グリッド日射量記憶手段とを具備するものである上記第２記載の影の影響の予測装置により構成される。

上記全平面グリッドは例えば上半分の平面グリッド（例えば３２４００個）をいう。このように構成すると、積算散乱日射量と積算直達日射量を考慮した例えば年間の全日射量について、個々の平面グリッド毎の値を得ることができ、太陽光発電パネル設置位置又は設置予定位置、或いは影の影響、年間の日射量等の予測を行いたいその他の地点において、日射量のより正確な定量評価を行うことができる。

第４に、上記画像処理手段は、上記全グリッド日射量記憶手段により記憶されている各平面グリッドの日射量の大きさに対応して、各グリッドを色分け表示するものであり、上記表示制御手段は上記ディスプレイに平面グリッド毎に色分けされた色分けグリッド表示を行うものである請求項３記載の影の影響の予測装置により構成される。

上記色分け表示には、濃淡或いは白黒濃淡による表示も含む。このように構成すると、ディスプレイ上に、平面グリッド毎に、日射量の強弱に応じて色分け表示することができるので、例えば太陽光発電パネルの設置位置又は設置予定位置、或いは影の影響、日射量等を予測したいその他の地点において、日射量の影響を直感的に評価することができる。

第５に、上記画像処理手段は、上記ディスプレイに、上記色分けグリッド表示を上記フラット画像に重ねて表示させるものである請求項４記載の影の影響の予測装置により構成される。

このように構成すると、ディスプレイ上に、平面グリッド毎の日射量の色分け表示と、撮影画像を重ねて見ることができるので、例えば太陽光発電パネルの設置位置又は設置予定位置、或いは、影の影響、日射量等を予測したいその他の地点において、日射量の影響を直感的に評価することができる。

第６に、上記画像処理手段は、上記フラット画像に上記全平面グリッドを対応付けて認識し得るものであり、かつ、上記画像処理手段は、上記フラット画像における空部分と障害物部分との境界の輪郭線を検出する輪郭線検出手段と、上記輪郭線検出手段にて検出された輪郭線を境界として、空部分に対応する平面グリッドの日射量を加算して有効な日射量を算出する第１の加算手段と、上記輪郭線検出手段にて検出された輪郭線を境界として、障害物部分に対応する平面グリッドの日射量を加算して損失となる日射量を算出する第２の加算手段とを具備するものである請求項３〜５の何れかに記載の影の影響の予測装置により構成される。

上記障害物部分とは、森林、建造物等により太陽光が遮蔽される部分をいう。このように構成すると、例えば太陽光発電パネル設置位置又は設置予定位置、或いは影の影響、日射量等を予測したいその他の地点における有効な日射量及び損失となる日射量を定量的に予測することができる。

第７に、コンピュータを、請求項１〜６の何れかに記載の影の影響の予測装置として機能させるためのプログラムにより構成される。

本発明によれば、ディスプレイに表示されたフラット画像上に太陽軌跡を重ねて表示することができ、例えば太陽光パネル設置位置又は設置予定位置、或いは、影の影響、日射量等を予測したいその他の地点における障害物等による影の影響を直感的に認識することができる。

また、フラット画像上に複数の平面グリッドを設定することができ、例えば各平面グリッド毎に日射量を演算すること等により、影の影響を定量的にも検討することが可能となる。

また、平面グリッド毎の散乱日射量を算出するにあたり、球面グリッドの面積の相違、発電に寄与する太陽光を考慮するものであるから、散乱日射量のより正確な定量評価を行うことができる。

また、平面グリッドの内、太陽光が横切る軌跡グリッドについて、時間配分後の直達日射量を考慮するものであるから、より正確な日射量の予測を行うことができる。

また、年間の全日射量として個々の平面グリッド毎の値を得ることができ、例えば太陽光パネル設置位置又は設置予定位置、或いは、その他の地点において、日射量のより正確な定量評価を行うことができる。

また、ディスプレイ上に、平面グリッド毎に、日射量の強弱に応じて色分け表示することができるので、例えば太陽光パネルの設置位置又は設置予定位置、或いは、影の影響を予測したいその他の地点において、日射量の影響をより直感的に評価することができる。

また、ディスプレイ上に、平面グリッド毎の日射量の色分け表示と、撮影画像を重ねて見ることができるので、例えば太陽光パネルの設置位置又は設置予定位置、或いは、影の影響を予測したいその他の地点において、日射量の影響をより直感的に評価することができる。

また、例えば太陽光パネル設置位置又は設置予定位置、或いは、影の影響を予測したいその他の地点における、有効な日射量及び損失となる日射量を定量的に予測することができる。

本発明の影の影響の予測装置における全天球カメラの撮影状況を示す斜視図である。 同上予測装置における全天球カメラの撮影範囲である球体等を示す説明図である。 同上予測装置における球体に設定される球面グリッドの説明図である。 同上予測装置におけるディスプレイに表示される撮影画像を示す図である。 同上予測装置における太陽光パネルへの入射光を示す説明図である。 同上予測装置における影の影響を示す撮影画像を示す図である。 同上予測装置における影の影響を示す撮影画像を示す図である。 同上予測装置の全体構成を示す説明図である。 同上予測装置のタブレットコンピュータのブロック図である。 同上予測装置のＣＰＵの機能ブロック図である。 同上予測装置の動作手順を示すフローチャートである。 同上予測装置の動作手順を示すフローチャートである。 同上予測装置の動作手順を示すフローチャートである。 同上予測装置の動作手順を示すフローチャートである。 同上予測装置にデータメモリの構成を示す図である。 同上予測装置のデータベースの内容を示す図である。 同上予測装置のデータメモリ内の年間散乱日射量と年間直達日射量を示す図である。 同上予測装置のデータメモリ内のグリッドデータの構成を示す図である。 同上予測装置のデータメモリ内の面積データの構成を示す図である。 同上予測装置のデータメモリ内のｃｏｓθデータの構成を示す図である。 同上予測装置のデータメモリ内の年間散乱日射量データの構成を示す図である。 同上予測装置の軌跡グリッドの認識手順を示す図である。 同上予測装置の時間配分後直達日射量データの構成を示す図である。 同上予測装置のデータメモリ内の全日射量データの構成を示す図である。 同上予測装置の平面グリッドを色分け表示したディスプレイ上の画像であり、（ａ）は（ｂ）の画像の一部を拡大表示したもの、（ｂ）は色分け表示を示す図である。 同上予測装置の色分け表示と撮影画像を重ねて表示したディスプレイ上の画像である。 同上予測装置の合成画像を模式的に表した図である。 同上予測装置の動作手順を示すフローチャートである。 同上予測装置の画像処理手段の機能ブロック図である。

以下、本発明に係る太陽光設置位置の影の影響の予測装置およびプログラムについて詳細に説明する。

本発明は、図８に示すように、全天球カメラ１と、該全天球カメラ１で撮影した画像を受信し記憶するタブレットコンピュータ１０により構成されている。

本実施形態では、全天球カメラ１にて太陽光パネル設置位置又は設置予定位置を撮影し、当該設置位置において影の影響、有効な日射量等を定性的、定量的に予測することを行う。但し、本発明における全天球カメラ１の撮影地点は太陽光パネル設置位置等に限定されず、例えば日照権が問題となっている地点、ビル等の建設予定地、住宅等の部屋の日照を予測したい場所等、影の影響を予測したいあらゆる地点が含まれる。

図１に示すように、太陽光パネル２の設置位置（又は設置予定位置）において、真南の水平方向（図１の矢印Ｓ方向）を向いて、上記全天球カメラ１にて景色を撮影する。この撮影により、図２に示すように、全天球カメラ１の設置位置Ｆを球体中心として、真南の水平方向（矢印Ｓの方向）を「０」点（中心点）とする球体３の全方向に写る景色を撮影することができる。

このように、この全天球カメラ１は、上下方向１８０度、水平方向３６０度のパノラマ写真（図２の球体３に写る全天球画像）を撮影できるものであり、天頂が上端、天底が下端となる全天球の写真を撮ることができるものである。

また、全天球カメラ１の機能により、図２のような全天球を写した画像（全天球画像）を、球体３を取り囲む円筒４に投影した円筒座標系（上記「０」点を中心に上下方向が±９０度、水平方向が±１８０度の円筒座標系）の画像とし、その画像を北側の中央垂直線Ｎ’を中心として左右（矢印Ｅ，Ｅ’方向）に開いた状態のフラット画像５（図４参照）に変換することが可能である。

このように図２の球体３の画像から、図４のフラット画像５への変換は、全天球カメラ１の機能として本来的に有しており、通常、切り換えボタンでワンタッチで変換が可能である。本発明においては、図４に示すフラット画像５を利用する。尚、このような全天球カメラは市販されており、例えばリコー社製のＴＨＥＴＡ（登録商標）を使用することができる。

従って、上記フラット画像５は、図２の球面３に写る映像の全ての情報を含んでおり、図４に示すように、上下方向が±９０度（上下方向全体で１８０度）、水平方向（左右方向）が±１８０度（水平方向全体で３６０度）、従って上辺が天頂、下辺が天底を表しており、上下左右の中心が上記全天球カメラ１の方向である「０」点、上記「０」点を通る水平線が中央水平線Ｍ’、上記「０」を通り上記中央水平線Ｍ’に直交する垂直線が中央垂直線Ｎ’となっており、撮影画像は、地面と空の境界線が上記中央水平線Ｍ’に略一致するように撮影されているものとする。

次に、上記タブレットコンピュータ１０の具体的構成を図９に示す。同図において、１２は図１１〜図１４、図２８に示す動作手順に従って動作するプログラムを実行するＣＰＵ、１３はキーボード等の入力手段（外付キーボードの他、ディスプレイ１１上に表示される入力ボタン表示、キーボード表示を含む）、１１は上記フラット画像５等の表示するためのディスプレイ、１４は図１１〜図１４、図２８にて示す動作手順のプログラムが記憶されたプログラムメモリ、１５は全天球カメラ１で撮影されたフラット画像５の他、プログラムの実行途中において各種データ（図１５等に示す）を記憶するためのデータメモリ、１６は全天球カメラ１の設置位置の緯度経度を検索するためのＧＰＳアンテナ、１７はインターネット等の外部ネットワークに接続するための通信インターフェース、１８はインターネットのサーバ上のデータベースであり、一般社団法人日本気象協会が公表している「ＮＥＤＯ標準気象データベース」における「月平均斜面日射量データ」（図１６のデータ）が記憶されている。尚、上記データーベース１８は上記コンピュータ１０内に内臓しても良い。

この「月平均斜面日射量データ」は、全国約９００地点の月毎の日射量（ｋWｈ/ｍ^２・ｄａｙ）、１月〜１２月の年平均の日射量が記憶されており（一例として東京の月平均日射量データを図１６に示す）、後述のように、タブレットコンピュータ１０に撮影地点の緯度経度情報が入力されたとき、直近の地点の日射量を検索するためのものである。

上記全天球カメラ１は、画像出力端子を有しており、上記タブレットコンピュータ１０に接続することにより、上記フラット画像５を上記タブレットコンピュータ１０に出力し、当該コンピュータ１０のディスプレイ１１に表示すると共に、データメモリ１５に画像データ１５ａとして記憶することができる。尚、全天球カメラ１にて撮影した上記フラット画像５を他のパーソナルコンピュータにて取り込み、上記フラット画像５をメールに添付して当該パーソナルコンピュータから上記タブレットコンピュータ１０に送信することによっても、上記フラット画像５を当該コンピュータ１０のデータメモリ１５に記憶することができる。

従って、当該タブレットコンピュータ１０のデータメモリ１５に記憶される画像データは、有線又は無線で接続された全天球カメラ１にて撮影された同一地点又は近隣の画像でもよいし、遠隔地にて全天球カメラ１で撮影された画像データをメールに添付した状態で受信した遠隔地の画像データであっても良い。

図１０は上記ＣＰＵ１２の機能をブロック化した機能ブロック図であり、後述の動作手順と共に説明する。以下、本発明の動作を具体的に説明する。

まず、図８に示すように、全天球カメラ１とタブレットコンピュータ１０とを有線又は無線にて接続し、全天球カメラ１の画像がディスプレイ１１に表示されるように設定する。

そして、図１に示すように、太陽光パネル２の設置位置、又は、太陽光パネル２の設置予定位置において、全天球カメラ１にて真南の方向を撮影する。このとき、全天球カメラ１を図１に示すように設置基台２０上に設置する、又は、三脚上に設置することにより、太陽光パネル２と同じ高さに水平に保った状態で固定し、地面と空の境界が上下方向の中央に位置し、真南がフラット画像５の中心となるようにルール付して撮影する（図１１Ｐ１参照）。その後、全天球カメラ１の機能により全天球画像からフラット画像５に変換する。

上記フラット画像５のデータはタブレットコンピュータ１０に入力し、ＣＰＵ１２（図１０、表示制御手段１２ａ）は、このフラット画像５（図４参照）をディスプレイ１１に表示する（図１１Ｐ１，Ｐ２参照）と共に、ＣＰＵ１２（画像データ記憶手段１２ｂ）は、当該フラット画像５の画像データをデータメモリ１５に画像データ１５ａとして記憶する（図１１Ｐ３、図１５参照）。尚、この時点でディスプレイ１１に表示される画像は、図４の太陽軌跡６，７，８、グリッドＧ、水平線Ｍ、垂直線Ｎの表示されていない画像である。

ここで、ＣＰＵ１２（図１０、画像処理手段１２ｃ）は、上記フラット画像５において、上記中心の「０」点が南、両端が北、両端と南の中間が各々東と西、かつ地面と空を分ける中央水平線Ｍ’がフラット画像の上下方向の中心（上記「０」点）を通るように認識する（図１１Ｐ４参照）。

次に、ＣＰＵ１２（図１０、画像処理手段１２ｃのグリッド生成手段１３ａ）は、上記画像データの上下左右の中心を上記「０」点として、水平線Ｍと垂直線Ｎを、水平方向１度、垂直方向１度単位で設定し、方形の平面グリッドＧを作成する（図１１Ｐ５参照）。

ここで、当該平面グリッドＧと、図２の上記球面３上の球面グリッドＧ’との関係について説明すると、もともと図２の球体３において、図３に示すように、真南の方向（全天球カメラ１の方向である真南の水平方向）を球体３上の点「０」として、点「０」を通る水平方向の中央水平線Ｍ’と、上記点「０」を通り上記中央水平線Ｍ’に直交する中央垂直線Ｎ’を考え、上記中央水平線Ｍ’に平行な水平線Ｍを天頂方向及び天底方向に上下方向の角度１度単位（球体３の中心Ｆからの仰角±１度単位）で球体３全体に設定し、上記中央水平線Ｎ’に平行な垂直線Ｎを３６０度の方向に水平方向に１度単位（上記「０」から上記球体３の中心Ｆからみて開き角度１度単位）で設定する。そして、これらの水平線Ｍと垂直線Ｎによって構成される球面上のグリッドを球面グリッドＧ’とする。

この球面グリッドＧ’は、水平方向（円周方向）には１度単位であるから、上記中央水平線Ｍ’に沿って３６０個存在し、天頂方向の９０度の天頂まで１度単位に形成されるため、上記中央水平線Ｍ’より天頂方向の半球で、３６０×９０個＝３２４００個存在し、上記中央水平線Ｍ’より天底方向の半球で、同数（３２４００個）存在し、球体３全体で６４８００個の球体グリッドＧ’が球体３上に形成されることになる。

そして、この球体３上に６４８００個の球面グリッドＧ’が設定された状態で、当該球面グリッドＧ’を図２の円筒４に投影し、北の中央垂直線Ｎ’を中心に、矢印Ｅ，Ｅ’方向に展開すると、上記球面グリッドＧ’がそのまま上記フラット画像５上に平面グリッドＧとして展開される。

従って、上記球体グリッドＧ’と上記平面グリッドＧは、全て一対一に対応しており、フラット画像５において、中央水平線Ｍ’を中心に、上側９０度の範囲には３２４００個の平面グリッドＧが構成され、上記中央水平線Ｍ’を中心とし、下側９０度の範囲には、同じく３２４００個の平面グリッドＧが形成されることになる。

ＣＰＵ１２（図１０、画像処理手段１２ｃのグリッド記憶手段１３ｂ）は、生成した平面グリッドＧの内、中央水平線Ｍ’より上の３２４００個のグリッドについて、図１８に示すように、フラット画像５の平面グリッドＧについて、上辺に沿って左端から横方向に「１」〜「３６０」の添字を設定すると共に、フラット画像５の左辺に沿って上端から下方向に「１」〜「９０」の添字を設定し、二次元の配列変数Ｇ（上辺の添字，左辺の添字）として、全３２４００個の平面グリッドＧの位置をデータメモリ１５にグリッドデータ１５ｂ（図１５参照）として記憶する（図１１Ｐ６参照）。以上の構成により、ＣＰＵ１２は、上記フラット画像５上の平面グリッドＧの３２４００個の位置を、例えばＧ（１，２），Ｇ（３，４）等の二次元の配列変数により認識できるようになった（図１８参照）。

尚、ここで、上半球のみを考慮するのは、下半球から太陽光は到来せず、仮に到来しても太陽光パネルの発電に寄与しないからである。
また、上述のように上記平面グリッドＧと上記球体グリッドＧ’は一対一に対応しているので、ＣＰＵ１２は、例えば配列変数Ｇ（１，２），Ｇ（２，３）等により平面グリッドＧの位置を認識すると共に、それらに対応する球面グリッドＧ’の位置についても、Ｇ’（１，２），Ｇ’（２，３）等の同一の配列変数にて認識できるものとする。

尚、ＣＰＵ１２（画像処理手段１２ｃ及び表示制御手段１２ａ）は、上記データメモリ１５のデータに基づいて、ディスプレイ１１に表示されているフラット画像５上に重ねて、水平線Ｍ、垂直線Ｎを表示して平面グリッドＧを表示することができる。さらに、ＣＰＵ１２（画像処理手段１２ｃ及び表示制御手段１２ａ）は、上記認識したデータに基づいて、図４に示すように、「東西南北」の表示、「０」表示、上下方向の±９０度、水平方向±１８０度の角度表示を行うことができる。

次に、ディスプレイ１０に表示されているフラット画像５上に、重ねて太陽軌跡を表示させるため、太陽軌跡を演算する。

まず、入力手段１３から、操作者が、タブレットコンピュータ１０に、撮影地点の緯度経度情報を入手するように指令すると共に、太陽軌跡を求めたい月日、時間を入力する（図１２Ｐ１参照）。

ここでは、例えば、夏至（６月２１日）の６時から１８時まで（日の出から日没まで）の４分毎の太陽軌跡を求めるように、年月日、時間を入力したとする。すると、ＣＰＵ１２（図１０、緯度経度検出手段１２ｄ）は内臓ＧＰＳアンテナ１６に基づいて、現在地点の緯度経度情報を入手し（図１２Ｐ２参照）、ＣＰＵ１２（図１０、太陽軌跡演算手段１２ｅ）は、以下の演算式に基づいて、夏至における６時から１８時までの４分ごとの太陽高度α、太陽方位Ψを演算により求め（図１２Ｐ３参照）、太陽高度α、太陽方位Ψに基づいて、その太陽軌跡６をディスプレイ１１上に表示する（図１０、表示制御手段１２ａ、図１２Ｐ４参照）（図４の太陽軌跡６参照）。

緯度φ、経度λの地点における任意の日時の太陽方位Ψ、太陽高度αは、次式で求めることができる。
まず、上記任意の日時の元旦からの通し日数ｄｎに基づいて式（１）のθ_０を求め、このθ_０より、当該日の太陽赤緯δ、地心太陽距離ｒ/ｒ＊、均時差Ｅｑを式（２）（３）（４）より求める。

θ_０＝２π（ｄｎ−１）／３６５ ・・・・（１）
δ＝0.006918−0.399912ｃｏｓ(θ₀)＋0.070257ｓｉｎ(θ_０)−0.006758ｃｏｓ(2θ_０)
＋0.000907ｓｉｎ（２θ_０）−0.002697ｃｏｓ(３θ_０)＋0.001480ｓｉｎ(３θ_０)
・・・・（２）
ｒ／ｒ＊＝1／｛1.000110+0.034221ｃｏｓ(θ_０)＋0.001280ｓｉｎ（θ_０）
＋0.000719ｃｏｓ(2θ_０)＋0.000077ｓｉｎ(2θ_０)}^0.５ ・・・・（３）
Ｅｑ＝0.000075＋0.001868ｃｏｓ(θ_０)−0.032077ｓｉｎ（θ_０）
-0.014615ｃｏｓ(2θ_０)-0.040849ｓｉｎ(2θ_０) ・・・・（４）

その後、日本標準時間ＪＳＴから、６：００〜１８：００まで、４分おきに、太陽の時角ｈを式（５）により求める。

ｈ＝（ＪＳＴ−１２）π／１２＋標準子午線からの経度差＋均似差（Ｅｑ）・・（５）
そして、太陽赤緯δ、緯度φ、時角ｈが既知となったので、各時間毎の太陽方位Ψ、太陽高度αは、各々、式（６）、（７）にて求めることができる。
α＝ａｒｃｓｉｎ｛ｓｉｎ(φ)ｓｉｎ（δ）＋ｃｏｓ(φ)ｃｏｓ（δ）ｃｏｓ(ｈ)｝
・・・・・・・（６）
Ψ＝ａｒｃｔａｎ[ｃｏｓ(φ)ｃｏｓ(δ)ｓｉｎ(ｈ)/｛ｓｉｎ(φ)ｓｉｎ(α)
−ｓｉｎ(δ)｝] ・・・・・・・（７）

そして、ＣＰＵ１２（図１０、画像処理手段１２ｃ）は、上記の演算により求めた太陽軌跡を夏至の太陽軌跡６としてディスプレイ１１上に表示する（図１２Ｐ４、図４参照）。さらに、ＣＰＵ１２（図１０、太陽軌跡記憶手段１２ｆ）は、上記太陽軌跡データ（太陽方位Ψ、太陽高度α）をデータメモリ１５に太陽軌跡データ１５ｃとして記憶する（図１２Ｐ５参照）。

上記ＣＰＵ１２（図１０、画像処理手段１２ｃ）は、上記フラット画像５の東西南北の位置を把握しているので、上記フラット画像５に重ねて太陽軌跡を表示するにあたり、真南の「０」点を南中時刻（図４では１２：００と記載）とし、４分毎の上記太陽方位Ψ、太陽高度αを該当位置にプロットして行くことで、図４に示す夏至の太陽軌跡６を描くことができる。

同様の手法により、冬至の太陽軌跡７、春分・秋分の太陽軌跡８を描くことができ、データメモリ１５に記憶することができる。また、例えば１月から１２月までの各月１５日の太陽軌跡を求め、上記フラット画像５に１２本の太陽軌跡を描くこともできる。

このように、ディスプレイ１１上において、図４に示すように、フラット画像５上に太陽軌跡６，７，８を描くことで、年間で太陽が運行する範囲が一目で把握できる。また、描いた太陽軌跡と周囲の樹木、建造物等が交差していれば（図６の太陽軌跡６，７，８と樹木との交差部２１参照）、その樹木、建造物等により影が生ずることを予測することができる（図６参照）。

上記の手法によると、季節によらず、撮影地点における年間の影の影響の有無を即座に把握でき、定性的ではあるが、影の影響の程度を直感的に判断することができる。

また、図７にように太陽軌跡に時間軸を表示することにより、影が形成される時間帯まで確認することができる（図７の太陽軌跡６，７，８と樹木等との交差部２２参照）。尚、上記時間軸はＣＰＵ１２の画像処理手段１２ｃの処理によりディスプレイ１１の太陽軌跡６上に表示する。
（定量的な影の影響の評価）

次に、図１１のステップＰ５にて設定した各平面グリッドＧにおいて、各平面グリッドＧ毎に年間に降り注ぐ太陽光の量（日射量）を試算することにより、影の影響を定量的に推定する。

まず、入力手段１３から撮影地点である「東京」、「太陽光パネル２の傾斜角」（この場合１０度とする）を入力する（図１３Ｐ１参照）。

すると、ＣＰＵ１２（図１０、日射量データベース検索手段１２ｇ）は、通信インターフェース１７を介してインターネット上のデータベース１８にアクセスし、既に検出した撮影地点の緯度、経度情報に基づいて、日本気象協会の公表データである「東京」の直近の緯度経度の「月平均斜面日射量」（図１６参照）を選択し（図１３Ｐ２参照）、ＣＰＵ１２（図１０、年間散乱日射量演算手段（積算散乱日射量演算手段）１２ｈ）は、当該公表データから、東京（撮影地点）の年間散乱日射量（積算散乱日射量）Ｒｔを演算し、年間散乱日射量Ｒｔをデータメモリ１５に記憶する（図１５、年間散乱日射量データ（積算散乱日射量データ）１５ｄ（図１５参照）、図１３Ｐ３参照）。

上記年間散乱日射量演算手段１２ｈは、図１６のデータに基づいて、「年１〜１２月」欄の年平均の散乱日射量が「１．７４」であることを読み出し、
年間散乱日射量Ｒｔ＝散乱日射量（年平均）×３６５．２５ （８）
より年間散乱日射量Ｒｔ＝６３５．５４として求める（図１７参照）。尚、３６５ではなく、３６５．２５とするのは、うるう年を考慮したものである。

また、同時に、ＣＰＵ１２（図１０、年間直達日射量演算手段（積算直達日射量演算手段）１２ｉ）は、上記公表データから、東京（撮影地点）の直達日射量Ｄｔを演算し、年間直達日射量（積算直達日射量）Ｄｔをデータメモリ１５に記憶する（図１５、年間直達日射量データ（積算直達日射量データ）１５ｅ（図１５参照）、図１３Ｐ８参照）。

具体的には、年間直達日射量演算手段１２ｉは、図１６のデータの「年１〜１２月」欄における傾斜角１０度の年平均斜面日射量「３．５３」を読み出し、
日射量＝散乱日射量＋直達日射量 （９）
であることから、
年平均の直達日射量は、日射量−散乱日射量（３．５３−１．７４）の演算を行うことにより、直達日射量が「１．７９」であることを算出する。

そして、
年間直達日射量Ｄｔ＝直達日射量（年平均）×３６５．２５ （１０）
より、年間直達日射量Ｄｔ=６５３．８０として求める（図１７参照）。

尚、上記の年間散乱日射量Ｒｔ、年間直達日射量Ｄｔは、図１６において、１月から１２月の各月の斜面日射量、各月の散乱日射量が公表されているので、各月毎に散乱日射量、直達日射量を求め、１月から１２月までの各月の散乱日射量、直達日射量を合計することにより求めることもできる。

また、本実施形態では、散乱日射量、直達日射量ともに１年間の積算値である年間日射量、直達日射量を求めたが、積算値は「年間」に限定されない。例えば１月〜６月の半年の積算散乱日射量、積算直達日射量等、任意の積算値でもよい。
（年間散乱日射量の各平面グリッドＧへの配分）

次に、上記フラット画像５における３２４００個の各平面グリッドＧ毎の年間散乱日射量を求めることを検討する。

ここで、実際には図２の球体３上の球面グリッドＧ’から上記全天球カメラ１の設置位置Ｆ（球体３の中心）に太陽光が入射するものであるが、球面グリッドＧ’は緯度によって面積が異なるので、平面グリッドＧの散乱日射量は上記球面グリッドＧ’の面積に応じて分配する必要がある。

ＣＰＵ１２（図１０、グリッド面積演算手段１２ｊ）は、以下により全ての球面グリッドＧ’の面積を求める。
ここで、球体３上の緯度φ１〜φ２の環状体Ｓの面積は、
φ１
Ｓ＝∫（１／２）４πｒ^２ｓｉｎθｄθ （１１）
φ２
により求められる。

尚、（１／２）は上半球のみを考えているからである。また球体３の半径ｒは「１」とする。
各球面グリッドＧ’は水平方向に１度、垂直方向に１度の方形であるため、φ１＝０度〜φ２＝１度の環状体の面積Ｓ１を求め、（Ｓ１／３６０）とすることにより、中央水平線Ｍ’から１度の範囲の環状体に存在する３６０個の球面グリッドＧ’の１個の面積（３６０個が同一の面積Ｓ_１となる）を求めることができる（図１９参照）。

同様にして、緯度１度から２度の環状体の面積Ｓ２を求め、（Ｓ２/３６０）とすることにより、緯度１度から２度の範囲の環状体における球体グリッドＧ’の１個の面積（３６０個が同一の面積Ｓ_２）を求めることができる（図１９参照）。

同様に、最終的に、緯度８９度から９０度の環状体の面積Ｓ９０を求め、（Ｓ９０／３６０）とすることにより、緯度８９度から緯度９０度における球体グリッドG’の面積Ｓ_９０（３６０個が同一の面積Ｓ_９０）を求めることができる（図１９参照）。

そして、グリッド面積演算手段１２ｊ（グリッド面積記憶手段１２ｊ’）は、全３２４００個の各球体グリッドＧ’の面積Ｓ_１〜Ｓ_９０を求めた後、上記データメモリ１５において、平面グリッドＧの配列変数にて特定される対応するグリッド位置に格納し、面積データ１５ｆ（図１５、図１９参照）として記憶される（図１３Ｐ４参照）。

図１９に示すように、面積データ１５ｆは、例えば、配列変数（１，９０）にて特定される平面グリッドＧに、対応する球面グリッドＧ’（１，９０）の面積データＳ_１が記憶され、配列変数（２，８９）にて特定される平面グリッドＧに、対応する球面グリッドＧ’（２，８９）の面積データＳ_２が記憶され、配列変数（３５９，１）にて特定される平面グリッドＧに、対応する球面グリッドＧ’（３５９，１）の面積データＳ_９０が記憶される等により、３２４００個の球面グリッドＧ’の面積データが配列変数にて対応するグリッド位置に面積データ１５ｆとして格納記憶される（図１９参照）。
（発電寄与分の考慮）

次に、球体３上の各球面グリッドＧ’から球体３中心位置Ｆの太陽光パネル２に入射する太陽光の内、パネル２の鉛直軸からずれた方向からの入射光については、鉛直成分のみが発電に寄与すると仮定し、太陽光パネル２への入射光の鉛直成分（法線方向成分）のみを各球面グリッドＧ’に割り振ることにする。

ここで、図５に示すように、球体３の各球面グリッドＧ’を通過する太陽光の発電量への寄与を求める。

同図に示すように、球体３の中心Ｆに太陽光パネル２が存在するとしてＦ点を中心にＸＹＺ座標系をとり、このパネル２の法線ベクトルＡ（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）、球体３の何れかの球面グリッドＧ’（の中心点）へのベクトルＢ（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）（太陽光に相当）、ベクトルＡ，Ｂのなす角度をθとすると、発電量への寄与は、以下の式（ベクトルＢの法線ベクトルＡ方向の成分）で求められる。

発電量への寄与＝散乱日射量×ｃｏｓθ （１２）
よって、
ｃｏｓθ＝Ａ・Ｂ／｜Ａ｜・｜Ｂ｜ （１３）
Ａ・Ｂ＝Ｘ０×Ｘ１＋Ｙ０×Ｙ１＋Ｚ０×Ｚ１
｜Ａ｜・｜Ｂ｜＝√（Ｘ０^２＋Ｙ０^２＋Ｚ０^２）×√（Ｘ１^２＋Ｙ１^２＋Ｚ１^２）
なので、上記式（１３）より、このｃｏｓθを、上記球体３の上半分の３２４００個の全ての球面グリッドＧ’について求める。このように、発電量への寄与は、太陽光パネル２から上記球面グリッドＧ’へ向かう太陽光のベクトルＢの太陽光パネル２の法線方向成分で求められる。

そして、求めた各球面グリッドＧ’毎のｃｏｓθの値を、配列変数を用いて、ｃｏｓ（上辺の添字，左辺の添字）で表す。

従って、ＣＰＵ１２（図１０、発電寄与分演算手段１２ｋ）は、上記（１３）式に基づいて、各球面グリッドＧ’について、ｃｏｓθ（１，１），ｃｏｓθ（２，１），・・・ｃｏｓθ（３６０，１）・・・ｃｏｓθ（３６０，９０）までの全３２４００個のｃｏｓθを求める（図１３Ｐ５参照）。

その後、ＣＰＵ１２（図１０、発電寄与分演算手段１２ｋ（発電寄与分記憶手段１２ｋ’）は、上記データメモリ１５において、３２４００個の上記ｃｏｓθの値を、平面グリッドＧの配列変数にて特定される対応するグリッド位置に格納し、ｃｏｓθデータ１５ｇとして記憶する（図１３Ｐ５、図１５、図２０参照）。

次に、ＣＰＵ１２（図１０、グリッド散乱日射量演算手段１２ｍ）は、次式により、各グリッド毎の散乱日射量を演算する。
グリッド毎の散乱日射量Ｐ
＝Ｒｔ（年間散乱日射量）×（各グリッドの面積×各グリッドのｃｏｓθの値）
・・・・（１４）

上記式（１４）の演算は、各グリッド毎に行われる。尚、散乱日射量Ｐについても、グリッド位置は、配列変数Ｐ（上辺の添字、左辺の添字）で表すものとする。
従って、各グリッド位置についてのグリッド毎の散乱日射量Ｐは、
Ｐ（１，１）＝Ｒｔ×Ｓ_９０×ｃｏｓθ（１，１）
Ｐ（２，１）＝Ｒｔ×Ｓ_９０×ｃｏｓθ（２，１）
・・・・・・・
Ｐ（３６０，５）＝Ｒｔ×Ｓ_８７×ｃｏｓθ（３６０，５）
・・・・・・・
Ｐ（３６０，９０）＝Ｒｔ×Ｓ_１×ｃｏｓθ（３６０，９０）
のように、全３２４００個の散乱日射量Ｐを演算することができる（図１３Ｐ６参照）。

そして、グリッド散乱日射量記憶手段１２ｎは、全３２４００個の各球体グリッドＧ’の散乱日射量Ｐを求めた後、これら散乱日射量Ｐ（平面グリッド毎の散乱日射量）を、上記データメモリ１５において、平面グリッドＧの配列変数にて特定される対応するグリッド位置に格納し（図２１参照）、グリッド毎の散乱日射量データ１５ｈとして記憶する（図１３Ｐ７、図１５参照）。

以上の演算により、全グリッドについて、面積比率及び発電への寄与率を考慮した年間散乱日射量データＰ（１，１）〜Ｐ（３６０，９０）が求められ、データメモリ１５上に記憶された（図２１参照）。
（太陽軌跡のグリッド検出）

次に、ＣＰＵ１２（図１０、軌跡グリッド検出手段１２ｐ）は、上記太陽軌跡データ１５ｃと、上記グリッドデータ１５ｂに基づいて、太陽軌跡が横切る平面グリッドＧを検出し（このグリッドを「軌跡グリッド」という）、そのグリッドを軌跡グリッドデータ１５ｉとしてデータメモリ１５に記憶する（図１３Ｐ９、図１５参照）。

具体的には、図２２に示すように、平面グリッドＧと太陽軌跡６とを画像的に重ね合わせ、太陽軌跡６が横切る平面グリッドＧの位置を配列変数にて認識する。例えば図２２のように、平面グリッドＧ(２，４７)，Ｇ（２，４６），Ｇ（３，４５），Ｇ（３，４６）に太陽軌跡６が横切っているので、これらのグリッドを軌跡グリッドとして認識する。最終的に、太陽軌跡６が横切る全ての平面グリッドＧの位置を、配列変数Ｇ（上辺の添字，左辺の添字）のかたちで軌跡グリッドとして認識し、上記軌跡グリッドデータ１５ｉとしてデータメモリ１５内に記憶する（図１５、図２３参照）。
（直達日射量の時間配分率の演算）

次に、ＣＰＵ１２（図１０、時間配分演算手段１２ｑ）は、上記軌跡グリッドについて、以下の演算に基づいて、直達日射量の時間配分を演算し（図１３Ｐ１０参照）、軌跡グリッドについて配分後の直達日射量（Ｄ）を演算により求め、軌跡グリッドについて、配分後の直達日射量を直達日射量データ１５ｊとしてデータメモリ１５に記憶する（図１５、図２３、図１３Ｐ１１参照）。

全天日射量の時間積算値をＩ、水平面天空散乱（散乱日射量）の時間積算値Ｉｄ、日積算値に対する各時間帯の日射量の比率をそれぞれｒｔ及びｒｄとすると、
Ｉ ＝日射量Ｈ・ｒｔ （１５）
Ｉｄ＝散乱日射量Ｈｄ・ｒｄ （１６）
により求められる。
尚、ｒｔ、ｒｄの推定には、以下の式を用いた。
ｒｄ＝（π/２４）｛（２４/π）・ｓｉｎ（π/２４）・ｃｏｓω−ｃｏｓωｓ｝／
｛ｓｉｎωｓ−（π/１８０）・ωｓ・ｃｏｓωｓ｝
ｒｔ＝ｒｄ（ａ＋ｂｃｏｓω）
ａ＝0.4090＋0.5016ｓｉｎ(ωｓ−６０)
ｂ＝0.6609−0.4767ｓｉｎ(ωｓ−６０)
ここで、
ω：時角
ωｓ（ｄｅｇ）:日没時の時角
ωｓ＝ｃｏｓ^−１（−ｔａｎδｔａｎψ）
（参考文献 ＮＥＤＯ標準気象データベースの解説書Ｐ２３，Ｐ２４）

ところで、上記式（１５）（１６）は、日射量及び散乱日射量についての時間配分率であるが、式（９）より、「日射量＝散乱日射量＋直達日射量」、即ち、「直達日射量＝日射量−散乱日射量」なので、直達日射量については、上記式（１５）（１６）より、日射量Ｉ、散乱日射量Ｉｄを求め、「日射量Ｉ−散乱日射量Ｉｄ」より時間配分後の直達日射量Ｄを求めることができる。

従って、例えば、軌跡グリッド（２，４７）（図２２参照）に対応する時刻を認識し（時刻は６：００とする）、当該時刻に対応する時間配分後の日射量Ｉ及び散乱日射量Ｉｄを上記式（１５）（１６）により求め、「Ｉ−Ｉｄ」の演算を行うことにより、直達日射量記憶手段１２ｒは、それを軌跡グリッドＧ（２，４７）の時間配分後の直達日射量Ｄ（２，４７）として、データメモリ１５内に直達日射量データ１５ｊとして記憶する（図２３参照）。その他の軌跡グリッド（例えば、軌跡グリッドＧ（２，４６），Ｇ（３，４５）等）についても、例えば軌跡グリッド（２，４６）（図２２参照）であれば当該グリッドに対応する時刻を認識し（時刻は４分後の６：０４とする）、当該時刻に対応する時間配分後の日射量Ｉ及び散乱日射量Ｉｄを、上記式（１５）（１６）により求め、同様にして、軌跡グリッドＧ（２，４６）の時間配分後の直達日射量Ｄ（２，４６）として、データメモリ１５内に直達日射量データ１５ｊとして記憶する。同様に、全ての軌跡グリッドについて時間配分後の直達日射量を算出し、直達日射量データ１５ｊに記憶する（図１３Ｐ１１参照）。

その後、ＣＰＵ１２（図１０、全グリッド日射量演算手段１２ｓ）は、上記ステップＰ６（図１３参照）で求めた全グリッドについての平面グリッド毎の散乱日射量データ１５ｈ（図２１参照）と、上記ステップＰ１０（図１３参照）で求めた時間配分後の軌跡グリッドについての直達日射量データ１５ｊ（時間配分後の直達日射量）（図２３）とを足し合わせ（図１３Ｐ１２参照）、全グリッドについての年間日射量（積算日射量）Ｔを算出し、全グリッド年間日射量データ（全グリッド年間日射量データ（全グリッド積算日射量データ））１５ｋ（全平面グリッドについての日射量）として、全グリッド日射量記憶手段１２ｖが、データメモリ１５に記憶する（図１３Ｐ１３、図１５、図２４参照）。

この演算は、散乱日射量データ１５ｈの配列変数（図２１参照）により特定されるグリッドと、軌跡グリッドについての直達日射量データ１５ｊの配列変数（図２３参照）により特定されるグリッドの内、同一グリッドのデータ同士を足し合わせることにより、全グリッドについての年間日射量データを求めることができる。従って、軌跡グリッド以外の平面グリッドＧは、その散乱日射量Ｐが、そのまま年間日射量Ｔとなり、軌跡グリッドについてのみ、時間配分後の直達日射量Ｄに散乱日射量Ｐが加算（Ｔ＝Ｐ＋Ｄ）されることになる。

この年間散乱日射量Ｔについても、配列変数Ｔ（上辺の添字，左辺の添字）にて表され、これにより対応する平面グリッドＧの位置に対応づけられて記憶されているものである（図２４参照）。
（マッピング）

次に、ＣＰＵ１２（図１０、日射量マップ作成手段１２ｔ）は、全グリッド年間日射量データ１５ｋの年間日射量Ｔの全ての数値（３２４００個）を、配列変数の位置データと共に画像処理手段１２ｃに送出する（図１４Ｐ１４参照）。

その後、ＣＰＵ１２（図１０、画像処理手段１２ｃの色分け表示手段）は、各平面グリッドＧ毎に、年間日射量Ｔのデータを数値毎に色分けする（図１４Ｐ１５参照）。

例えば、
年間日射量Ｔが平均的な数値の平面グリッドＧは「白色」とする。
年間日射量Ｔが平均的な数値よりも大きい平面グリッドＧは「赤色」とする。
年間日射量Ｔが平均的な数値よりも小さい平面グリッドＧは「青色」とする。

このようにして、全ての平面グリッドＧを色分けグリッド表示したもの（マッピング画像９という）を図２５（ａ）（ｂ）に示す。ＣＰＵ１２は上記マッピング画像９をデータメモリ１５に記憶する。図２５（ｂ）のマッピング画像９は、図２４のデータ１５ｋの配列変数により特定される上辺×左辺＝３６０×９０（全３２４００個）の平面グリッドと同一の、上片×左辺＝３６０×９０（全３２４００個）の平面グリッドにより構成される画像であり、各グリッドの色は、その１個の平面グリッドの配列変数により対応づけられた年間日射量Ｔに基づいて、上記の色分けの法則に従って色分け表示されたものである。

図２５（ａ）は、図２５（ｂ）の楕円部分を拡大したものであり、１つの桝目である平面グリッドＧ内に日射量の数値が表示されており、当該枡目がその数値に応じて上記色分け法則に従って色付けされている。図２５（ａ）では、日射量が大きい太陽軌跡の数値が表示された軌跡グリッドの枡目が、赤色に表示されることにより、太陽軌跡が表示されていることがわかる。

次に、ＣＰＵ１２（図１０、画像処理手段１２ｃ）は、上記マッピング画像９を図４の撮影画像であるフラット画像５に重ね合わせて合成し、合成画像２５（図２６参照）をもデータメモリ１５に記憶する（図１４Ｐ１６参照）。

その後、操作者の選択により、マッピング画像９（図２５（ｂ）参照）のみをディスプレイ１１に表示し、或いは、合成画像２５（図２６）をディスプレイ１１に表示することを選択することができる（図１４Ｐ１７〜Ｐ１９参照）。

図２５（ｂ）にマッピング画像９を示すように、太陽軌跡の部分は、散乱日射量に直達日射量が加算されているので、数値は最も高くなり「赤色」にて明確に表示される。尚、図２５の太陽軌跡は、１月から１２月の各月の太陽軌跡が１２本表示されている。

地上面に近い部分は平均的な数値より低くなるので、「青」の部分が多くなり、緯度が９０度近傍の上空も、円筒座標により、球体の頂点近傍のグリッドＧが平面的に引き延ばされることから、平均的な数値より低くなり、比較的「青」の部分が多くなる。地表面と頂点近傍の間の空間は、略平均的な数値となり、「白」の部分が多くなる。

このようにマッピング画像９に基づいて、太陽光パネルの設置位置の年間の日射量を濃淡により、直感的に認識することができる。尚、上記色分け表示には、同一色の濃淡、白黒濃淡による色分け表示も含む。

（日射量の定量的推定）
合成画像２５（図２６参照）において、背景に山、木等が存在し、太陽光が遮蔽される部分Ｃが存在する場合は、その遮蔽部分Ｃを除いた残りのグリッドＧ毎の年間日射量Ｔを合計すると、年間の有効な全日射量を算出することができる。

上記ＣＰＵ１２（図１０、画像処理手段１２ｃ）は、上述のように、上記フラット画像５の映像に上記全平面グリッドＧを対応付けて認識している。よって、上記ＣＰＵ１０（図２９、画像処理手段１２ｃの輪郭線検出手段２６ａ）は、合成画像２５（図２６参照）において、画像の明度の差により森林等の障害物と空との輪郭（輪郭線）を検出する（図２８Ｐ１参照）。即ち、図２７に模式的に示すように、森林等の障害物部分（図２７のＣの部分）は明度が低く、空の部分（図２７のＣ’の部分）は明度が高いので、その明度差の存在する部分を境界とみなして、輪郭（輪郭線）を検出する。その後、ＣＰＵ１２（輪郭線検出手段２６ａ）は、上記ステップにて検出した輪郭に輪郭線Ｌを描画していく（図２８Ｐ２参照）。

そしてＣＰＵ１２（輪郭線検出手段２６ａ）は、そのグリッドが輪郭線の存在するグリッドか否かを検出し（図２８Ｐ３参照）、輪郭線Ｌの存在しないグリッドである場合は、明度が所定値以下の平面グリッドＧには当該配列変数にて特定される位置に「０」を代入し（図２８Ｐ４，Ｐ５参照）、上記明度が所定値以上の平面グリッドＧには当該配列変数にて特定される位置に「１」を代入していく（図２８Ｐ４，Ｐ６、図２７参照）。

また、１つの平面グリッドＧ中に輪郭線Ｌが横切っている輪郭グリッドについては（図２８Ｐ３参照）、所定値以下の明度が１つのグリッドの１／２以上を占めているグリッドについては、「０」を代入し（図２８Ｐ７，Ｐ８参照）、所定値以下の明度が１／２以下を占めているグリッドについては、「１」を代入する（図２８Ｐ７，Ｐ９参照）。以上の動作により、図２７に示すように、明度の高い空部分（Ｃ’の部分）に相当するグリッドＧには「１」が代入され、明度の低い森林等の障害物に相当するグリッドＧには「０」が代入されたことになる。

その後、ＣＰＵ１２（第１の加算手段２６ｂ）は、上記「１」を代入した位置の配列級数で特定される平面グリッドＧの年間日射量Ｔを全て加算することにより（図２８Ｐ１０参照）、年間の全日射量を数値として算出することができる。また、ＣＰＵ１２（第２の加算手段２６ｃ）は、上記「０」を代入した位置の配列変数で特定される平面グリッドＧ毎の年間日射量Ｔを全て加算することにより（図２８Ｐ１１参照）、年間の損失の日射量を数値として算出することができる。その後、ＣＰＵ１２（記憶手段２６ｄ）は、算出した全日射量と損失をデータメモリ１５に記憶する（図２８Ｐ１２参照）。

このように、上記遮蔽部分ＣのグリッドＧの日射量を合計すると、年間の損失を算出することができる。
例えば、
年間の全日射量＝１２８９
年間の損失＝３２８
として、年間日射量、及び、年間の損失を定量的に把握することができる。

上記の実施形態では、「年間」の日射量を求めたが、図１６の月平均斜面日射量のデータにおいて、特定の月の日射量を使用することにより、特定の月の１か月の日射量を同様の手順にて求め、ディスプレイ１１に表示することもできる。また、全日射量も「年間」に限定されず、図１３のステップＰ６、ステップＰ１０にて、任意の月、或いは、任意の複数月、任意の複数日の「積算散乱日射量」、「積算直達日射量」を求めることにより、任意の期間の「積算日射量」を求めることができ、任意の期間の有効な日射量、損失を定量的に算出することができる。

この場合、太陽軌跡は当該月の太陽軌跡を求め、画像上に表示するように構成すれば良い。尚、本発明では、太陽光パネル設置位置或いは設置予定地以外の撮影地点においても、全天球カメラの設置位置に太陽光パネルがあるとして太陽光の発電寄与分を考慮して全日射量が演算されることになるが、発電に寄与する有効な太陽光成分を考慮にいれた日射量を求めているので、本発明で演算で求めた日射量Ｔは、太陽光パネル設置位置以外の地点においても有効に用いることができるものである。

以上のように、本発明によれば、ディスプレイに表示されたフラット画像上に太陽軌跡を重ねて表示することができ、太陽光パネル設置位置又は設置予定位置、その他の撮影地点における森林等の影の影響を直感的に認識することができる。

また、フラット画像上に複数の平面グリッドを設定することができ、例えば各平面グリッド毎に日射量を演算すること等により、影の影響を定量的にも検討することが可能となる。

また、平面グリッド毎の散乱日射量を算出するにあたり、球面グリッドの面積の相違、発電に寄与する太陽光を考慮するものであるから、散乱日射量のより正確な定量評価を行うことができる。

また、平面グリッドの内、太陽光が横切る軌跡グリッドについて、時間配分後の直達日射量を考慮するものであるから、より正確な日射量の予測を行うことができる。

また、年間の全日射量として個々の平面グリッド毎の値を得ることができ、太陽光パネル設置位置又は設置予定位置その他の撮影地点において、日射量のより正確な定量評価を行うことができる。

また、ディスプレイ上に、平面グリッド毎に、日射量の強弱に応じて色分け表示することができるので、太陽光パネルの設置位置又は設置予定位置その他の撮影地点において、日射量の影響をより直感的に評価することができる。

また、ディスプレイ上に、平面グリッド毎の日射量の色分け表示と、撮影画像を重ねて見ることができるので、太陽光パネルの設置位置又は設置予定位置その他の撮影地点において、日射量の影響をより直感的に評価することができる。

本発明の影の影響の予測装置によれば、太陽光パネルの設置位置又は設置予定位置その他の撮影地点において、樹木或いは建造物等の影響を直感的に把握し得ると共に、定量的にも評価することができ、極めて利用価値の高いものである。

１ 全天球カメラ
２ 太陽光パネル
５ フラット画像
１１ ディスプレイ
１２ａ 表示制御手段
１２ｂ 画像データ記憶手段
１２ｃ 画像処理手段
１２ｅ 太陽軌跡演算手段
１２ｇ 日射量データベース検索手段
１２ｈ 年間散乱日射量演算手段
１２ｉ 年間直達日射量演算手段
１２ｊ グリッド面積演算手段
１２ｋ 発電寄与分演算手段
１２ｍ グリッド散乱日射量演算手段
１２ｎ グリッド散乱日射量記憶手段
１２ｐ 軌跡グリッド検出手段
１２ｑ 時間配分演算手段
１２ｒ 軌跡グリッド直達日射量記憶手段
１２ｓ 全グリッド日射量演算手段
１２ｖ 全グリッド日射量記憶手段
１３ａ グリッド生成手段
１３ｂ グリッド記憶手段
２６ａ 輪郭線検出手段
２６ｂ 第１の加算手段
２６ｃ 第２の加算手段
Ｇ 平面グリッド
Ｇ’ 球面グリッド
Ｍ 水平線
Ｍ’ 中央水平線
Ｎ 垂直線
Ｎ’ 中央垂直線

Claims (7)

1. 全天球カメラで真南の水平方向が中心点となるように撮影地点で撮影した全天球画像を、上記中心点を中心に上下方向が±９０度、水平方向が±１８０度の円筒座標系に投影したフラット画像としてメモリに記憶する画像データ記憶手段と、上記フラット画像をディスプレイに表示する表示制御手段と、上記フラット画像において、上記中心点が南、両端が北、地面と空を分ける中央水平線がフラット画像の上記中心点を通るように認識する画像処理手段と、入力手段から入力された所定の年月日及び時間の太陽方位、太陽高度を演算することにより上記所定の年月日の太陽軌跡を演算する太陽軌跡演算手段とを具備し、上記画像処理手段は、上記フラット画像上に上記太陽軌跡を重ねて表示すべく画像処理を行うことで上記ディスプレイには上記フラット画像と上記太陽軌跡が重ねて表示される影の影響の予測装置であって、
   上記画像処理手段は、上記フラット画像に上記中央水平線に平行な複数の水平線と、上記水平線に直交する複数の垂直線を設定し、上記水平線と上記垂直線による複数の平面グリッドを生成するグリッド生成手段と、上記フラット画像上の上記平面グリッドの位置をメモリに記憶するグリッド記憶手段とを具備しており、
   上記撮影地点の緯度経度情報に基づいて、上記撮影地点の日射量データベースを検索する日射量データベース検索手段と、
   検索した上記撮影地点の日射量に基づいて、積算散乱日射量を演算により求める積算散乱日射量演算手段と、
   上記全天球カメラの上記撮影地点を中心とした球体において、上記平面グリッドに対応する上記球体上の球面グリッドについて、上記球面グリッドの個々の面積を演算するグリッド面積演算手段と、
   上記球体において、上記撮影地点に太陽光発電パネルがあるとして、上記太陽光発電パネルから上記球面グリッドへ向かう太陽光のベクトルの上記太陽光発電パネルの法線方向成分を全球面グリッドについて演算により求める発電寄与分演算手段と、
   上記積算散乱日射量に、上記球面グリッド毎の面積と、上記球面グリッド毎の上記法線方向成分とを掛け合わせて、全平面グリッドについて平面グリッド毎の散乱日射量を演算するグリッド散乱日射量演算手段と、
   上記平面グリッド毎の散乱日射量を各平面グリッドの位置に対応づけてメモリに記憶するグリッド散乱日射量記憶手段とを具備するものである影の影響の予測装置。
2. 上記日射量データベース検索手段にて検索した上記撮影地点の日射量に基づいて、積算直達日射量を演算により求める積算直達日射量演算手段と、
   上記フラット画像において、上記太陽軌跡が横切る平面グリッドである軌跡グリッドを検出する軌跡グリッド検出手段と、
   上記軌跡グリッドにおいて、上記積算直達日射量の時間配分率を演算し、上記軌跡グリッド毎の時間配分後の直達日射量を演算する時間配分演算手段と、
   上記時間配分後の直達日射量を各軌跡グリッドの位置に対応づけてメモリに記憶する軌跡グリッド直達日射量記憶手段とを具備するものである請求項１記載の影の影響の予測装置。
3. 上記グリッド散乱日射量記憶手段により記憶された上記全平面グリッドの上記平面グリッド毎の上記散乱日射量と、上記軌跡グリッド直達日射量記憶手段により記憶された上記軌跡グリッドの上記時間配分後の直達日射量を足し合わせて、全平面グリッドについての日射量を演算する全グリッド日射量演算手段と、
   上記全平面グリッドについての日射量を各平面グリッドの位置に対応づけてメモリに記憶する全グリッド日射量記憶手段とを具備するものである請求項２記載の影の影響の予測装置。
4. 上記画像処理手段は、上記全グリッド日射量記憶手段により記憶されている各平面グリッドの日射量の大きさに対応して、各グリッドを色分け表示するものであり、
   上記表示制御手段は上記ディスプレイに平面グリッド毎に色分けされた色分けグリッド表示を行うものである請求項３記載の影の影響の予測装置。
5. 上記画像処理手段は、上記ディスプレイに、上記色分けグリッド表示を上記フラット画像に重ねて表示させるものである請求項４記載の影の影響の予測装置。
6. 上記画像処理手段は、上記フラット画像に上記全平面グリッドを対応付けて認識し得るものであり、
   かつ、上記画像処理手段は、上記フラット画像における空部分と障害物部分との境界の輪郭線を検出する輪郭線検出手段と、
   上記輪郭線検出手段にて検出された輪郭線を境界として、空部分に対応する平面グリッドの日射量を加算して有効な日射量を算出する第１の加算手段と、
   上記輪郭線検出手段にて検出された輪郭線を境界として、障害物部分に対応する平面グリッドの日射量を加算して損失となる日射量を算出する第２の加算手段とを具備するものである請求項３〜５の何れかに記載の影の影響の予測装置。
7. コンピュータを、請求項１〜６の何れかに記載の影の影響の予測装置として機能させるためのプログラム。

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